المغناطيس موجود في كل مكان حولنا ، ويستخدم في العديد من التطبيقات والتقنيات المختلفة. تركز هذه المقالة على أساسيات المغناطيس ، بما في ذلك الأنواع المختلفة وماذا تفعل.

مفهوم المغناطيس

المغناطيس هو جسم يولد مجالا مغناطيسيا ويجذب مغناطيسات أخرى. هناك طريقتان رئيسيتان لتصنيفها: حسب تكوينها أو مدى سهولة تحويلها إلى مغناطيس (خصائصها المغناطيسية). تحتوي أي مادة على مغناطيسات صغيرة بداخلها تأتي من إلكترونات ذراتها التي تدور حولها. في بعض الأحيان تتماشى هذه مع بعضها البعض لدرجة أن بعض المواد تبدو وكأنها مغناطيس واحد كبير بدلا من العديد من المواد الصغيرة!

مغناطيس دائم

دائممغناطيساتالحفاظ على مغناطيسيتها لفترة طويلة. إنها مصنوعة من الحديد أو النيكل أو الكوبالت - أو مجموعات من هذه المعادن مثل السبائك. ربما تكون قد رأيت مغناطيسا دائما في مكبرات الصوت والمحركات ولكن يمكن العثور عليها أيضا في أماكن أخرى مثل أبواب الثلاجة التي تغلق بسبب وجود شريط مغناطيسي على الحافة الداخلية. يعمل مكبر الصوت عن طريق جعل التيار الكهربائي يتدفق عبر الأسلاك الملفوفة حوله ؛ هذا يخلق مجالات مغناطيسية تتفاعل مع تلك التي أنشأها جزء آخر يسمى ملف الصوت - عندما تجذب هاتان المجموعتان أو تتنافر مع بعضهما البعض يتم إنتاج موجات صوتية! يستخدم المحرك كلا من المغناطيس الدائم والمغناطيس الكهربائي لإنشاء قوة دورانية تجعل الأشياء تدور حولها.

المغناطيس

يعمل المغناطيس الكهربائي فقط عندما تمر الكهرباء من خلاله. كلما زاد عدد لفات الأسلاك حول المغناطيس الكهربائي ، كلما كان سحبه أقوى - ولكن إذا تدفق الكثير من التيار ، فلن يتبقى أي شيء على الإطلاق! تستخدم المغناطيسات الكهربائية في الكثير من الأشياء الكهربائية مثل المحركات والمولدات لأنه يمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها بسرعة كبيرة اعتمادا على ما تريد أن تفعله. على سبيل المثال: في المحرك الكهربائي ، يدور الدوار لأنه محاط بملفات تصبح مغناطيسية عند تنشيطها ؛ بينما في المولد يتم عكس هذه العملية مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات الطاقة.

مغناطيس مؤقت

المغناطيس المؤقت هو مادة تصبح مغناطيسية في وجود مغناطيس آخر ، لكنها تفقد مغناطيسيتها عند إزالتها من الحقل. بعض الأمثلة هي الحديد اللين والصلب. تستخدم هذه المواد في رؤوس وأجهزة استشعار أجهزة التخزين المغناطيسية مثل الأشرطة. تستخدم الأشرطة مغناطيسا مؤقتا لتسجيل المعلومات وقراءتها. بينما تكتشف المستشعرات التغيرات في المجالات المغناطيسية باستخدام مغناطيس مؤقت.

مغناطيس مصنف حسب الشكل

هناك العديد من الأشكال المختلفة للمغناطيس - قضيب ، حدوة حصان أو مغناطيس القرص كلها لها خصائصها الخاصة التي تجعلها مفيدة لأشياء مختلفة. على سبيل المثال: تحتاج البوصلات إلى مجالات مغناطيسية قوية ، لذا فهي عادة ما تستخدم مجالات على شكل حدوة حصان بدلا من المجالات على شكل قضيب. تعتبر القضبان جيدة للتدريس لأنها سهلة الفهم ويسهل التعامل معها.

تطبيقات المغناطيس

تستخدم المغناطيسات في الكثير من الأشياء المختلفة عبر الكثير من المناطق المختلفة أيضا! يمكنهم تحويل الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية (محركات) أو العكس (مولدات). في التصوير الطبي ، تستخدم ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي مجالات مغناطيسية قوية جنبا إلى جنب مع موجات الراديو وأجهزة الكمبيوتر لإنشاء صور مفصلة داخل جسمك - يشبه التقاط الصور بضوء غير مرئي! تجد المغناطيسات أيضا تطبيقا واسعا في تخزين البيانات وتكنولوجيا الاتصالات وحماية البيئة وما إلى ذلك.

الاختراقات في تكنولوجيا المغناطيس مستمرة وقد أدى ذلك إلى مجموعة من الابتكارات في مختلف المجالات. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي التقدم المحرز في علوم المواد وكذلك طرق التصنيع إلى إنتاج مغناطيسات أقوى يمكن استخدامها في توليد الطاقة المتجددة مثل توربينات الرياح أو الحوسبة الكمومية وغيرها. علاوة على ذلك ، نظرا لتقدم الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا النانو ، هناك توقعات كبيرة بأن يتم تحقيق المزيد من التطبيقات متعددة التخصصات من خلال تقنية المغناطيس مثل أنظمة الرفع المغناطيسي الذكية أو المواد المغناطيسية النانوية.

لا توجد كلمات يمكن أن تصف مدى أهمية المغناطيس في مجتمعنا اليوم. يتم استخدامها من المحركات الكهربائية وصولا إلى آلات التصوير الطبي. تهدف هذه المقالة إلى جعلك على دراية بأنواع أو فئات مختلفة من المغناطيس مع استخداماتها بحيث في المرة القادمة عندما تصادف واحدة ، خذ وقتك وافحصها عن كثب. نأمل في مزيد من التطوير والاكتشاف في مجال التقنيات المغناطيسية للمضي قدما.